Transcript Document
数学史趣谈 —— 三大数学危机 高等数学教研室 苏步青 五个问题： 一、数学史的研究对象 二、数学史的分期 三、数学史上三大数学危机： 四、数学史的意义 五、数学史上发生的大事 刘 徽 祖冲之 吴文俊 陈省身 一、数学史的研究对象 数学史是研究数学科学发生发展及其规律的科学，简单地 说就是研究数学的历史。它不仅追溯数学内容、思想和方法的 演变、发展过程，而且还探索影响这种过程的各种因素，以及 历史上数学科学的发展对人类文明所带来的影响。因此，数学 史研究对象不仅包括具体的数学内容，而且涉及历史学、哲学、 文化学、宗教等社会科学与人文科学内容，是一门交叉性学科 。 从研究材料上说，考古资料、历史档案材料、历史上的数学 原始文献、各种历史文献、民族学资料、文化史资料，以及对 数学家的访问记录等等，都是重要的研究对象，其中数学原始 文献是最常用且最重要的第一手研究资料。从研究目标来说， 可以研究数学思想、方法、理论、概念的演变史；可以研究数 学科学与人类社会的互动关系；可以研究数学思想的传播与交 流史；可以研究数学家的生平；数学悖论在数学发展过程中的 作用往往会大大的促进数学的发展。 数学史研究的任务在于，弄清数学发展过程中的基本史实， 再现其本来面貌，同时透过这些历史现象对数学成就、理论体 系与发展模式作出科学、合理的解释、说明与评价，进而探究 数学科学发展的规律与文化本质。作为数学史研究的基本方法 与手段，常有历史考证、数理分析、比较研究等方法。 数学史既属史学领域，又属数学科学领域，因此，数学史 研究既要遵循史学规律，又要遵循数理科学的规律。根据这一 特点，可以将数理分析作为数学史研究的特殊的辅助手段，在 缺乏史料或史料真伪莫辨的情况下，站在现代数学的高度，对 古代数学内容与方法进行数学原理分析，以达到正本清源、理 论概括以及提出历史假说的目的。数理分析实际上是“古”与 “今”间的一种联系。 二、数学史的分期 数学发展具有阶段性，因此研究者根据一定的原则把数学 史分成若干时期。目前学术界通常将数学发展划分为以下五个 时期： 1．数学萌芽期（公元前600年以前）； 2．初等数学时期（公元前600年至17世纪中叶）； 3．变量数学时期（17世纪中叶至19世纪20年代）； 4．近代数学时期（19世纪20年代至第二次世界大战）； 5．现代数学时期（20世纪40年代以来）。 三、数学史上三大数学危机： 第一次数学危机 毕达哥拉斯是公元前五世纪古希腊的著名数学家 与哲学家。他曾创立了一个合政治、学术、宗教三 位一体的神秘主义派别：毕达哥拉斯学派。由毕达 哥拉斯提出的著名命题“万物皆数”是该学派的哲 学基石。而“一切数均可表成整数或整数之比”则 是这一学派的数学信仰。然而，具有戏剧性的是由 毕达哥拉斯建立的毕达哥拉斯定理却成了毕达哥拉 斯学派数学信仰的“掘墓人”。毕氏的一个学生希 帕索斯考虑了这样一个问题：边长为1的正方形其对 角线长度是多少呢？他发现这一长度既不能用整数， 也不能用分数表示，而只能用一个新数来表示。希 帕索斯的发现导致了数学史上第一个无理数√2 的诞 生。 毕达哥拉斯 小小√2的出现，却在当时的数学界掀起了一场巨大风暴。它 直接动摇了毕达哥拉斯学派的数学信仰，使毕达哥拉斯学派为 之大为恐慌。实际上，这一伟大发现不但是对毕达哥拉斯学派 的致命打击。对于当时所有古希腊人的观念这都是一个极大的 冲击。这一结论的悖论性表现在它与常识的冲突上：任何量， 在任何精确度的范围内都可以表示成有理数。这不但在希腊当 时是人们普遍接受的信仰，就是在今天，测量技术已经高度发 展时，这个断言也毫无例外是正确的！可是为我们的经验所确 信的，完全符合常识的论断居然被小小的√2的存在而推翻了！ 这应该是多么违反常识，多么荒谬的事！它简直把以前所知道 的事情根本推翻了。更糟糕的是，面对这一荒谬人们竟然毫无 办法。这就在当时直接导致了人们认识上的危机，从而导致了 西方数学史上一场大的风波，史称“第一次数学危机”。 大约在公元前370年，才华横溢的欧多克索 斯建立起一套完整的比例论。欧多克索斯 的巧妙方法可以避开无理数这一“逻辑上的 丑闻”，并保留住与之相关的一些结论，从 而解决了由无理数出现而引起的数学危机。 但欧多克索斯的解决方式，是借助几何方法， 通过避免直接出现无理数而实现的。这 欧多克索斯 就生硬地把数和量肢解开来。在这种解决方案下，对无理数的 使用只有在几何中是允许的，合法的，在代数中就是非法的， 不合逻辑的。或者说无理数只被当作是附在几何量上的单纯符 号，而不被当作真正的数。一直到18世纪，当数学家证明了基 本常数如圆周率是无理数时，拥护无理数存在的人才多起来。 到十九世纪下半叶，现在意义上的实数理论建立起来后，无理 数本质被彻底搞清，无理数在数学园地中才真正扎下了根。无 理数在数学中合法地位的确立，一方面使人类对数的认识从有 理数拓展到实数，另一方面也真正彻底、圆满地解决了第一次 数学危机。 第二次数学危机 牛顿 莱布尼兹 英国数学家、物理 学家、天文学家和 自然哲学家。 牛顿在科学上最 卓越的贡献是微积 分和经典力学的创 建。 德国科学家和哲学家。 莱布尼兹把中国阴阳 八卦观念创新为二进 制并应用于计算机中， 在1671年发明了一台 新的机械式计算机。 他独立地发现了微积 分学 贝克莱 英国大主教贝克莱 第二次数学危机导源于微积分工具的使用。伴随着人 们科学理论与实践认识的提高，十七世纪几乎在同一时 期，微积分这一锐利无比的数学工具为牛顿、莱布尼兹 各自独立发现。这一工具一问世，就显示出它的非凡威 力。许许多多疑难问题运用这一工具后变得易如翻掌。 但是不管是牛顿，还是莱布尼兹所创立的微积分理论都 是不严格的。两人的理论都建立在无穷小分析之上，但 他们对作为基本概念的无穷小量的理解与运用却是混乱 的。因而，从微积分诞生时就遭到了一些人的反对与攻 击。其中攻击最猛烈的是英国大主教贝克莱。 1734年，贝克莱以“渺小的哲学家”之名出版了一本标题很 长的书《分析学家》。在这本书中，贝克莱对牛顿的理论进 行了攻击。例如他指责牛顿，为计算比如说 x2 的导数，先 将 x 取一个不为0的增量 Δx ，由 (x + Δx)2 - x2 ，得到 2xΔx + (Δx2) ，后再被 Δx 除，得到 2x + Δx ，最后突然令 Δx = 0 ，求得导数为 2x 。这是“依靠双重错误得到了不科 学却正确的结果”。因为无穷小量在牛顿的理论中一会儿说 是零，一会儿又说不是零。因此，贝克莱嘲笑无穷小量是 “已死量的幽灵”。贝克莱的攻击虽说出自维护神学的目的， 但却真正抓住了牛顿理论中的缺陷，是切中要害的。 数学史上把贝克莱的问题称之为“贝克莱悖论”。笼统地 说，贝克莱悖论可以表述为“无穷小量究竟是否为0”的问题： 就无穷小量在当时实际应用而言，它必须既是0，又不是0。 但从形式逻辑而言，这无疑是一个矛盾。这一问题的提出在 当时的数学界引起了一定的混乱，由此导致了第二次数学危 机的产生。 达朗贝尔 拉普拉斯 欧拉 拉格朗日 贝努利 欧拉（L.Euler），瑞士数学家、物理学家、天文学家。 他1707年4月15日生于瑞士巴塞尔。 。他的全集有74卷 之多，他的《无穷小分析引论》、《微分学原理》、 《积分学原理》已成为数学中的经典著作。他的研究几乎 涉及到数学的每个分支。数学中有许多定理和公式都是以 欧拉的名字命名的，如：关于多面体的欧拉定理、数论中 的欧拉定理、复变函数中的欧拉公式以及微分方程中的欧 拉方程等。法国天文学家、物理学家阿拉戈(D.F.J.Arago) 称赞欧拉道：“欧拉计算起来轻松自如，就像人们呼吸，鹰 在空中飞翔。” 欧拉于1783年9月18日卒于俄国圣彼得堡。 “向前进，向前进，你就会获得信念！”达朗贝尔吹起奋勇向前的 号角，在此号角的鼓舞下，十八世纪的数学家们开始不顾基础的不 严格，论证的不严密，而是更多依赖于直观去开创新的数学领地。 于是一套套新方法、新结论以及新分支纷纷涌现出来。经过一个多 世纪的漫漫征程，几代数学家，包括达朗贝尔、拉格朗日、贝努力 家族、拉普拉斯以及集众家之大成的欧拉等人的努力，数量惊人前 所未有的处女地被开垦出来，微积分理论获得了空前丰富。18世纪 有时甚至被称为“分析的世纪”。然而，与此同时十八世纪粗糙的， 不严密的工作也导致谬误越来越多的局面，不谐和音的刺耳开始震 动了数学家们的神经。 傅立叶 下面仅举一无穷级数为例。 无穷级数S＝1－1＋1－1＋1………到底等于什么？ 当时人们认为一方面S＝（1－1）＋（1－1）＋………＝0；另一方面，S ＝1＋（1－1）＋（1－1）＋………＝1，那么岂非0＝1？这一矛盾竟使傅 立叶那样的数学家困惑不解，甚至连被后人称之为数学家之英雄的欧拉在此 也犯下难以饶恕的错误。他在得到 1 + x + x2 + x3 + ..... = 1/(1- x) 后，令 x = －1，得出 S＝1－1＋1－1＋1………＝1／2！ 由此一例，即不难看出当时数学中出现的混乱局面了。问题的严重性在于当 时分析中任何一个比较细致的问题，如级数、积分的收敛性、微分积分的换 序、高阶微分的使用以及微分方程解的存在性……都几乎无人过问。尤其到 十九世纪初，傅立叶理论直接导致了数学逻辑基础问题的彻底暴露。这样， 消除不谐和音，把分析重新建立在逻辑基础之上就成为数学家们迫在眉睫的 任务。到十九世纪，批判、系统化和严密论证的必要时期降临了。 柯西 魏尔斯特拉斯 戴德金 康托尔 使分析基础严密化的工作由法国著名数学家柯西迈出了第一大步。 柯西于1821年开始出版了几本具有划时代意义的书与论文。其中给出 了分析学一系列基本概念的严格定义。如他开始用不等式来刻画极限， 使无穷的运算化为一系列不等式的推导。这就是所谓极限概念的“算术 化”。后来，德国数学家魏尔斯特拉斯给出更为完善的我们目前所使用 的“ε-δ ”方法。另外，在柯西的努力下，连续、导数、微分、积分、无 穷级数的和等概念也建立在了较坚实的基础上。不过，在当时情况下， 由于实数的严格理论未建立起来，所以柯西的极限理论还不可能完善。 柯西之后，魏尔斯特拉斯、戴德金、康托尔各自经过自己独立深入 的研究，都将分析基础归结为实数理论，并于七十年代各自建立了自己 完整的实数体系。魏尔斯特拉斯的理论可归结为递增有界数列极限存在 原理；戴德金建立了有名的戴德金分割；康托尔提出用有理“基本序列” 来定义无理数。1892年，另一个数学家创用“区间套原理”来建立实 数理论。 由此，沿柯西开辟的道路，建立起来的严谨的极限 理论与实数理论，完成了分析学的逻辑奠基工作。 数学分析的无矛盾性问题归纳为实数论的无矛盾性， 从而使微积分学这座人类数学史上空前雄伟的大厦 建在了牢固可靠的基础之上。重建微积分学基础， 这项重要而困难的工作就这样经过许多杰出学者的 努力而胜利完成了。微积分学坚实牢固基础的建立， 结束了数学中 暂时的混乱局面，同时也宣布了第二次数学危 机的彻底解决。 第三次数学危机 十九世纪下半叶，康托尔创立了著名的 集合论，在集合论刚产生时，曾遭到许 多人的猛烈攻击。但不久这一开创性成 果就为广大数学家所接受了，并且获得 广泛而高度的赞誉。数学家们发现，从 自然数与康托尔集合论出发可建立起整 个数学大厦。因而集合论成为现代数学 的基石。“一切数学成果可建立在集合 论基础上”这一发现使数学家们为之陶 康托尔 醉。 1900年，国际数学家大会上，法国 著名 数学家庞加莱就曾兴高采烈地宣称：“………借助集合论概 念，我们可以建造整个数学大厦……今天，我们可以说绝对 的严格性已经达到了……” 可是，好景不长。1903年，一个 震惊数学界的消息传出：集合论是有 漏洞的！这就是英国数学家罗素提出 的著名的罗素悖论。罗素构造了一个 集合S： S由一切不是自身元素的集合 所组成。然后罗素问：S是否属于S呢？ 根据排中律，一个元素或者属于某个 集合，或者不属于某个集合。 S由一 罗素 切不是自身 元素的集合所组成。然后罗素问：S是否属于S呢？根据排中律， 一个元素或者属于某个集合，或者不属于某个集合。因此，对 于一个给定的集合，问是否属于它自己是有意义的。但对这个 看似合理的问题的回答却会陷入两难境地。如果S属于S，根据 S的定义，S就不属于S；反之，如果S不属于S，同样根据定义， S就属于S。无论如何都是矛盾的。 其实，在罗素之前集合论中就已经发现了悖 论。如1897年，布拉利和福尔蒂提出了最大序数 悖论。1899年，康托尔自己发现了最大基数悖论。 但是，由于这两个悖论都涉及集合中的许多复杂 理论，所以只是在数学界揭起了一点小涟漪，未 能引起大的注意。罗素悖论则不同。它非常浅显 易懂，而且所涉及的只是集合论中最基本的东西。 所以，罗素悖论一提出就在当时的数学界与逻辑 学界内引起了极大震动。 G.弗雷格 如G.弗雷格在收到罗素介绍这一悖论的信后伤心地说： “一个科学家所遇到的最不合心意的事莫过于是在他的工作即 将结束时，其基础崩溃了。罗素先生的一封信正好把我置于这 个境地。”戴德金也因此推迟了他的《什么是数的本质和作用》 一文的再版。可以说，这一悖论就象在平静的数学水面上投下 了一块巨石，而它所引起的巨大反响则导致了第三次数学危机。 危机产生后，数学家纷纷提出自己的解决方案。人们希 望能够通过对康托尔的集合论进行改造，通过对集合定 义加以限制来排除悖论，这就需要建立新的原则。“这 些原则必须足够狭窄，以保证排除一切矛盾；另一方面 又必须充分广阔，使康托尔集合论中一切有价值的内容 得以保存下来。”1908年，策梅罗在自已这一原则基础 上提出第一个公理化集合论体系，后来经其他数学家改 进，称为ZF系统。这一公理化集合系统。很大程度上 诺伊曼 弥补了康托尔朴素集合论的缺陷。除ZF系统外，集合论的公理系统还有多 种，如诺伊曼等人提出的NBG系统等。公理化集合系统的建立，成功排除 了集合论中出现的悖论，从而比较圆满地解决了第三次数学危机。但在另 一方面，罗素悖论对数学而言有着更为深刻的影响。它使得数学基础问题 第一次以最迫切的需要的姿态摆到数学家面前，导致了数学家对数学基础 的研究。而这方面的进一步发展又极其深刻地影响了整个数学。 如围绕着数学基础之争，形成了现代数学史上著名的三大数学流派， 即：逻辑主义、形式主义和直觉主义三大学派，而各派的工作又都 促进了数学的大发展等等。 以上简单介绍了数学史上由于数学悖论而导致的三次数学危机与度 过，从中我们不难看到数学悖论在推动数学发展中的巨大作用。有人说： “提出问题就是解决问题的一半”，而数学悖论提出的正是让数学家无 法回避的问题。它对数学家说：“解决我，不然我将吞掉你的体系！” 正如希尔伯特在《论无限》一文中所指出的那样：“必须承认，在这些 悖论面前，我们目前所处的情况是不能长期忍受下去的。人们试想：在 数学这个号称可靠性和真理性的模范里，每一个人所学的、教的和应用 的那些概念结构和推理方法竟会导致不合理的结果。如果甚至于数学思 考也失灵的话，那么应该到哪里去寻找可靠性和真理性呢？”悖论的出 现逼迫数学家投入最大的热情去解决它。 在解决悖论的过程中，各种理论应运而生了： 第一次数学危机促成了公理几何与逻辑的诞生；第 二次数学危机促成了分析基础理论的完善与集合论 的创立；第三次数学危机促成了数理逻辑的发展与 一批现代数学的产生。数学由此获得了蓬勃发展， 这或许就是数学悖论重要意义之所在吧 四、数学史的意义 （1）数学史的科学意义 每一门科学都有其发展的历史，作为历史上的科学，既有其历史性又 有其现实性。其现实性首先表现为科学概念与方法的延续性，今日的科学 研究在某种程度上是对历史上科学传统的深化与发展，或者是对历史上科 学难题的解决，因此我们无法割裂科学现实与科学史之间的联系。数学科 学作为积累性科学，其概念和方法具有延续性，比如古代文明中形成的十 进位值制记数法和四则运算法则，我们今天仍在使用，诸如费尔马猜想、 歌德巴赫猜想等历史上的难题，长期以来一直是现代数论领域中的研究热 点，数学传统与数学史材料可以在现实的数学研究中获得发展。国内外许 多著名的数学大师都具有深厚的数学史修养或者兼及数学史研究，并善于 从历史素材中汲取养分，做到古为今用，推陈出新。我国著名数学家吴文 俊先生早年在拓扑学研究领域取得杰出成就，七十年代开始研究中国数学 史，在中国数学史研究的理论和方法方面开创了新的局面，特别是在中国 传统数学机械化思想的启发下，建立了被誉为“吴方法”的关于几何定理 机械证明的数学机械化方法，他的工作不愧为古为今用，振兴民族文化的 典范。 （2）数学史的文化意义 美国数学史家M.克莱因曾经说过:“一个时代的总的特征在很大程度 上与这个时代的数学活动密切相关。这种关系在我们这个时代尤为明 显”。“数学不仅是一种方法、一门艺术或一种语言，数学更主要是一 门有着丰富内容的知识体系，其内容对自然科学家、社会科学家、哲学 家、逻辑学家和艺术家十分有用，同时影响着政治家和神学家的学说”。 数学已经广泛地影响着人类的生活和思想，是形成现代文化的主要力量。 因而数学史是从一个侧面反映的人类文化史，又是人类文明史的最重要 的组成部分。许多历史学家通过数学这面镜子，了解古代其他主要文化 的特征与价值取向。古希腊（公元前600年-公元前300年）数学家强调 严密的推理和由此得出的结论，因此他们不关心这些成果的实用性，而 是教育人们去进行抽象的推理，和激发人们对理想与美的追求。通过希 腊数学史的考察，就十分容易理解，为什么古希腊具有很难为后世超越 的优美文学、极端理性化的哲学，以及理想化的建筑与雕塑。而罗马数 学史则告诉我们，罗马文化是外来的，罗马人缺乏独创精神而注重实用。 （3）数学史的教育意义 当我们学习过数学史后，自然会有这样的感觉：数学的发展并不合逻辑， 或者说，数学发展的实际情况与我们今日所学的数学教科书很不一致。我们今 日中学所学的数学内容基本上属于17世纪微积分学以前的初等数学知识，而大 学数学系学习的大部分内容则是17、18世纪的高等数学。这些数学教材业已经 过千锤百炼，是在科学性与教育要求相结合的原则指导下经过反复编写的，是 将历史上的数学材料按照一定的逻辑结构和学习要求加以取舍编纂的知识体系， 这样就必然舍弃了许多数学概念和方法形成的实际背景、知识背景、演化历程 以及导致其演化的各种因素，因此仅凭数学教材的学习，难以获得数学的原貌 和全景，同时忽视了那些被历史淘汰掉的但对现实科学或许有用的数学材料与 方法，而弥补这方面不足的最好途径就是通过数学史的学习。 在一般人看来，数学是一门枯燥无味的学科，因而很多人视其为畏途，从 某种程度上说，这是由于我们的数学教科书教授的往往是一些僵化的、一成不 变的数学内容，如果在数学教学中渗透数学史内容而让数学活起来，这样便可 以激发学生的学习兴趣，也有助于学生对数学概念、方法和原理的理解与认识 的深化。 科学史是一门文理交叉学科，从今天的教育现状来看，文科与理科的鸿 沟导致我们的教育所培养的人才已经越来越不能适应当今自然科学与社会科 学高度渗透的现代化社会，正是由于科学史的学科交叉性才可显示其在沟通 文理科方面的作用。通过数学史学习，可以使数学系的学生在接受数学专业 训练的同时，获得人文科学方面的修养，文科或其它专业的学生通过数学史 的学习可以了解数学概貌，获得数理方面的修养。而历史上数学家的业绩与 品德也会在青少年的人格培养上发挥十分重要的作用。 中国数学有着悠久的历史，14世纪以前一直是世界上数学最为发达的国 家，出现过许多杰出数学家，取得了很多辉煌成就，其源远流长的以计算为 中心、具有程序性和机械性的算法化数学模式与古希腊的以几何定理的演绎 推理为特征的公理化数学模式相辉映，交替影响世界数学的发展。由于各种 复杂的原因，16世纪以后中国变为数学入超国，经历了漫长而艰难的发展历 程才渐渐汇入现代数学的潮流。由于教育上的失误，致使接受现代数学文明 熏陶的我们，往往数典忘祖，对祖国的传统科学一无所知。数学史可以使学 生了解中国古代数学的辉煌成就，了解中国近代数学落后的原因，中国现代 数学研究的现状以及与发达国家数学的差距，以激发学生的爱国热情，振兴 民族科学。 五、数学史上发生的大事： 数学发展至今，不知道经历了多少人的呕心沥血，现在把 数学历史上发生的大事的年表列出： 数学大事年表 1、推算约公元前3000年 埃及象形数字 2、公元前2400～前1600年 早期巴比伦泥版楔形文字，采 用60进位值制记数法。 3、公元前1850～前1650年 埃及纸草书（莫斯科纸草书与 莱茵德纸草书），使用10进非位值制记数法 4、公元前1400～前1100年 中国殷墟甲骨文，已有10进制记 数法，周公(公元前11世纪)、商高时代已知勾三、股四、弦 五 6、约公元前600年 希腊泰勒斯开始了命题的证明 7、约公元前540年 希腊毕达哥拉斯学派，发现勾股定理，并 导致不可通约量的发现 8、约公元前500年 印度《绳法经》中给出√2相当精确的值，并知勾股定理 9、约公元前460年 希腊智人学派提出几何作图三大问题：化圆为方、三等 分角和二倍立方 10、约公元前450年 希腊埃利亚学派的芝诺提出悖论 11、约公元前380年 希腊柏拉图在雅典创办“学园”，主张通过几何的学习 培养逻辑思维能力 12、约公元前335年 欧多莫斯著《几何学史》；中国筹算记数，采用十进位 值制 13、约公元前300年 希腊欧几里得著《几何原本》，是用公理法建立演绎数 学体系的最早典范 14、公元前287～前212年 希腊阿基米德，确定了大量复杂几何图形的面积 与体积；给出圆周率的上下界；提出用力学方法推测问题答案，隐含近代积 分论思想 15、公元前230年 希腊埃拉托塞尼发明“筛法” ；公元前225年 希腊阿波罗 尼奥斯著《圆锥曲线论》 16、约公元前150年 中国现存最早的数学书《算数书》成书（1983～1984 年间在湖北江陵出土） 17、约公元前100年 中国《周髀算经》成书，记述了勾股定理 18、成书于公元 50～100年中国古代最重要的数学著作《九章算术》记述了 正负数运算法则、分数四则运算、线性方程组解法、比例计算与线性插值法 盈不足术等都是世界数学史上的重要贡献 19、约公元62年 希腊海伦给出用三角形三边长表示面积的公式（海伦公式） 20、约公元150年 希腊托勒密著《天文学》，发展了三角学 22、约公元263年 中国刘徽注解《九章算术》，创割圆术，计算圆周率,证明 圆面积公式,推导四面体及四棱锥体积等，包含有极限思想 23、约公元300年 中国《孙子算经》成书，系统记述了筹算记数制，卷下 “物不知数”题是孙子剩余定理的起源 24公元320年 希腊帕普斯著《数学汇编》，总结古希腊各家的研究成果,并记 述了“帕普斯定理”和旋转体体积计算法 25、公元462年 中国祖冲之算出圆周率在 3.1415926与3.1415927之间,并以 22/7为约率，355/113为密率（现称祖率） 中国祖冲之和他的儿子祖暅提出“幂势既同则积不容异”的原理，现称祖暅 原理，相当于西方的卡瓦列里原理(1635) 26、公元600年 中国刘焯首创等间距二次内插公式，后发展出不等间距二 次内插法（僧一行，724）和三次内插法(郭守敬，1280) 27、约公元625年 中国王孝通著《缉古算经》，是最早提出数字三次方程 数值解法的著作 28、公元628年 印度婆罗摩笈多著《婆罗摩历算书》，已知圆内接四边形 面积计算法，推进了一、二次不定方程的研究 29、公元656年 中国李淳风等注释十部算经，后通称《算经十书》 30、公元820年 阿拉伯花拉子米著《代数学》，以二次方程求解为主要内 容，12世纪该书被译成拉丁文传入欧洲. 31、约公元870年 印度出现包括零的十进制数码，后传入阿拉伯演变为现 今的印度－阿拉伯数码 32、约公元1050年 中国贾宪提出二项式系数表（现称贾宪三角和增乘开 方法） 33、公元1150年 印度婆什迦罗第二著《婆什迦罗文集》为中世纪印度数 学的代表作，其中给出二元不定方程x2 =1+y2 ，若干特解，对负数有所认 识，并使用了无理数 34、公元1247年 中国秦九韶著《数书九章》，创立解一次同余式的大衍求一 术和求高次方程数值解的正负开方术，相当于西方的霍纳法(1819) 35、公元1248年 中国李冶著《测圆海镜》，是中国现存第一本系统论述天元 术的著作 ，公元1303年 中国朱世杰著《四元玉鉴》，将天元术推广为四元 术，研究高阶等差数列求和问题 37、公元1325年 英国T.布雷德沃丁将正切、余切引入三角计算 38、约公元1360年 法国N.奥尔斯姆撰《比例算法》，引入分指数概念，又在 《论图线》等著作中研究变化与变化率，创图线原理，即用经、纬度（相当 于横、纵坐标）表示点的位置并进而讨论函数图像 39、公元1464年 德国J.雷格蒙塔努斯著《论一般三角形》，为欧洲第一本系 统的三角学著作，其中出现正弦定律 40、公元1482年 欧几里得《几何原本》(拉丁文译本)首次印刷出版 41、公元1545年 意大利G.卡尔达诺的《大术》出版，载述了S·费罗(1515)、 N.塔尔塔利亚(1535)的三次方程解法和L.费拉里(1544)的四次方程解法 42、公元1572年 意大利R.邦贝利的《代数学》出版，指出对于三次方程的不 可约情形，通过虚数运算必可得三个实根，给出初步的虚数理论 43、公元1591年 法国F.韦达著《分析方法入门》，引入大量代数符号，改良三、 四次方程解法，指出根与系数的关系，为符号代数学的奠基者 44、公元1606年 中国徐光启和利玛窦合作将欧几里得《几何原本》前六卷译 为中文 45、公元1614年 英国J.纳皮尔创立对数理论 ，公元1629年 荷兰吉拉尔最早提 出代数基本定理 46、法国P.de费马已得解析几何学要旨，并掌握求极大极小值方法，同时法国 P.de费马提出“费马大定理” 47、公元1637年法国R.笛卡儿的《几何学》出版,创立解析几何学 48、公元1639年 法国G.德扎格著《试论处理圆锥与平面相交情况初稿》，为 射影几何先驱 49、公元1655年 英国J.沃利斯著《无穷算术》，导入无穷级数与无穷乘积，首 创无穷大符号∞ 50、公元1657年 荷兰C.惠更斯著《论骰子游戏的推理》，引入数学期望概念， 是概率论的早期著作。在此以前B.帕斯卡、P.de费马等已由处理赌博问题而开 始考虑概率理论 51、公元1665年 英国I.牛顿一份手稿中已有流数术的记载，这是最早的微积分 学文献，其后他在《无穷多项方程的分析》（1669年撰，1711年发表）、 《流数术方法与无穷级数》（1671年撰, 1736年发表）等著作中进一步发展流 数术并建立微积分基本定理 52、公元1666年 德国G.W.莱布尼茨写成《论组合的技术》，孕育了数理逻 辑思想 53、公元1670年 英国I.巴罗著《几何学讲义》，引进“微分三角形”概念 54、约公元1680年 日本关孝和始创和算，引入行列式概念，开创“圆理”研 究 55、公元1689年 瑞士约翰第一·伯努利提出“最速降曲线”问题，后导致变 分法的产生 56、法国 G.-F.-A.de 洛必达出版《无穷小分析》，其中载有求极限的洛必达法 则 57、公元1707年 英国I.牛顿出版《广义算术》，阐述了代数方程理论 58、公元1713年 瑞士雅各布第一·伯努利的《猜度术》出版，载有伯努利大数 律 59、公元1715年 英国B.泰勒出版《正的和反的增量方法》，内有他1712年发 60、1722年法国A.棣莫弗给出公式（cosθ＋i sinθ）n=cos nθ + i sin nθ 61、公元1731年 法国A.－C.克莱罗著《关于双重曲率曲线的研究》，开创了 空间曲线的理论 62、公元1736年 瑞士L.欧拉解决了柯尼斯堡七桥问题 63、公元1742年 英国C.马克劳林出版《流数通论》，试图用严谨的方法来建 立流数学说，其中给出了马克劳林展开 64、公元1744年 瑞士L.欧拉著《寻求具有某种极大或极小性质的曲线的技 巧》，标志着变分法作为一个新的数学分支的诞生 65、公元1747年 法国J.le R. 达朗贝尔发表《弦振动研究》,导出了弦振动方 程,是偏微分方程研究的开端 66、公元1748年 瑞士L.欧拉出版《无穷小分析引论》，与后来发表的《微分 学》(1755)和《积分学》(1770)一起，以函数概念为基础综合处理微积分理论， 给出了大量重要的结果，标志着微积分发展的新阶段 67、公元1750年 瑞士G.克莱姆给出解线性方程组的克莱姆法则 68、公元1777年 法国G.-L.L.de布丰提出投针问题,是几何概率理论的早期研 究 69、公元1788年 法国J.－L.拉格朗日的《分析力学》出版，使力学分析化， 并总结了变分法的成果 70、1795年 法国G.蒙日发表《关于把分析应用于几何的活页论文》，成 为微分几何学先驱 71、1797年 法国J.-L.拉格朗日著《解析函数论》，主张以函数的幂级数 展开为基础建立微积分理论 72、德国C.F.高斯给出代数基本定理的第一个证明 73、1799～1825年 法国P.-S.拉普拉斯的5卷巨著《天体力学》出版，其 中包含了许多重要的数学贡献，如拉普拉斯方程、位势函数等 74、1801年 德国C.F.高斯的《算术研究》出版，标志着近代数论的起点 75、1807年 法国J.－B.－J.傅里叶在热传导研究中提出任意函数的三角 级数表示法（傅里叶级数），他的思想总结在1822年发表的《热的解析理 论》中 76、法国 P.-S.拉普拉斯著《概率的解析理论》,提出概率的古典定义,将分 析工具引入概率论 77、1814年 法国 A.-L.柯西宣读复变函数论第一篇重要论文《关于定积 分理论的报告》（1827年正式发表），开创了复变函数论的研究 78、1817年 捷克B.波尔查诺著《纯粹分析的证明》，首次给出连续性、 导数的恰当定义，提出一般级数收敛性的判别准则 79、1821年 法国A.-L.柯西出版《代数分析教程》，引进不一定具有解析 表达式的函数概念；独立于B.波尔查诺提出极限、连续、导数等定义和级数 收敛判别准则，是分析严密化运动中第一部影响深远的著作 80、1822年 法国J.－V.彭赛列著《论图形的射影性质》，奠定了射影几何 学基础 81、1827年 德国C.F.高斯著《关于曲面的一般研究》，开创曲面内蕴几 何学 82、公元1828年 英国G.格林著《数学分析在电磁理论中的应用》，发展 位势理论 83、俄国Н.И.罗巴切夫斯基发表最早的非欧几何论著《论几何基础》 84、1829～1832年 法国E.伽罗瓦彻底解决代数方程根式可解性问题，确 立了群论的基本概念 85、1830年 英国G.皮科克著《代数通论》，首创以演绎方式建立代数学， 为代数中更抽象的思想铺平了道路 87、瑞士J.施泰纳著《几何形的相互依赖性的系统发展》，利用射影概念从 简单结构构造复杂结构，发展了射影几何 88、公元1840年 法国 A.-L.柯西证明了微分方程初值问题解的存在性 89、1841～1856年 德国K.（T.W.）外尔斯特拉斯关于分析严密化的工作， 主张将分析建立在算术概念的基础之上，给出极限的ε－δ说法和级数一致收 敛性概念；同时在幂级数基础上建立复变函数论 90、德国H.G.格拉斯曼出版《线性扩张论》。建立Ν个分量的超复数系,提出 了一般的Ν维几何的概念 91、1847年 德国K.G.C.von 施陶特著《位置的几何学》，不依赖度量概念 建立射影几何体系 92、1849～1854年英国的A.凯莱提出抽象群概念 93、1851年 德国（G.F.）B.黎曼著《单复变函数的一般理论基础》，给出单 值解析函数的黎曼定义，创立黎曼面的概念，是复变函数论的一篇经典性论 文 94、1854年 德国（G.F.）B.黎曼著《关于几何基础的假设》,创立Ν维流形 的黎曼几何学 95、英国G.布尔出版《思维规律的研究》，建立逻辑代数（即布尔代数） 96、1855年 英国A.凯莱引进矩阵的基本概念与运算 97、1859年 中国李善兰与英国的伟烈亚力合译的《代数学》、《代微积拾 级》以及《几何原本》后9卷中文本出版,这是翻译西方近代数学著作的开始 98、1866年 俄国П.Л.切比雪夫利用切比雪夫不等式建立关于独立随机变量 序列的大数律，成为概率论研究的中心课题 99、1868年 意大利E.贝尔特拉米著《论非欧几何学的解释》，在伪球面上 实现罗巴切夫斯基几何，这是第一个非欧几何模型 100、德国（G.F.）B.黎曼的《用三角级数表示函数的可表示性》正式发表， 建立了黎曼积分理论 101、德国G.（F.P.）康托尔在三角级数表示的惟一性研究中首次引进了无穷 集合的概念，并在以后的一系列论文中奠定了集合论的基础 102、1872年 德国（C.）F.克莱因发表《埃尔朗根纲领》，建立了把各种几 何学看作为某种变换群的不变量理论的观点，以群论为基础统一几何学 103、1874年 挪威M.S.李开创连续变换群的研究，现称李群理论 104、1879年 德国（F.L.）G.弗雷格出版《概念语言》,建立量词理论,给出 第一个严密的逻辑公理体系，后又出版《算术基础》(1884)等著作，试图把数 学建立在逻辑的基础上 105、1881～1884年 德国(C.)F.克莱因与法国（J.－）H.庞加莱创立 自守函数论 106、1881～1886年 法国（J.－）H.庞加莱关于微分方程确定的曲 线的论文，创立微分方程定性理论 107、1887年 法国（J.－）G.达布著《曲面的一般理论》，发展了活 动标架法 108、1894年 荷兰T.（J.）斯蒂尔杰斯发表《连分数的研究》，引进 新的积分（斯蒂尔杰斯积分） 109、1895年 法国（J.－）H.庞加莱著《位置几学》，创立用剖分研 究流形的方法，为组合拓扑学奠定基础 110、1898年 英国K.皮尔逊创立描述统计学 111、1899年 德国D.希尔伯特出版《几何基础》，给出历史上第一 个完备的欧几里得几何公理系统,开创了公理化方法,并预示了数学基础 的形式主义观点 112、1900年 德国D.希尔伯特在巴黎第二届国际数学家大会上作题 为《数学问题》的报告。提出了23个著名的数学问题 从上述列表中我们发现，中国的数学在古代的走 在世界的前列，但后来却被西方甩在后面，这种结果 的产生不是偶热的，其中有文化上的一种必然。因为 中国数学创新上和深层次上的发展断层是一种文化上 的断层，其原因是中国文化本质上注重应用而不注重 理性思维造成的。特别是科举制度有造成这一趋势的 极大的强化！其影响是深远的，包括我们当今社会， 注重应用，而不注重基础学科的开发研究，对社会 大发展的延迟作用也是巨大的，希望一些有识之士能 加大对基础学科的投资力度！ 科学是老老实实的学问，不可能靠运气来创造 发明，对一个问题的本质不了解，就是碰上机 会也是枉然。入宝山而空手回，原因在此。 谢谢大家光临！